В організмі водно-сольовий баланс внутрішньоклітинного середовища підтримується сталістю позаклітинної рідини. У свою чергу, водно-сольовий баланс позаклітинної рідини підтримується через плазму крові за допомогою органів і регулюється гормонами.
1. Органи, що регулюють водно-сольовий обмін
Надходження води і солей в організм відбувається через шлунково-кишкового тракту, цей процес контролюється почуттям спраги і сольовим апетитом. Виведення надлишків води і солей з організму здійснюють нирки. Крім того, воду з організму виводять шкіра, легені і шлунково-кишкового тракту.
Баланс води в організмі
1,1-1,4л рідка їжа через шлунково-кишкового тракту
1,2-1,5л з сечею через нирки
0,8-1л тверда їжа через шлунково-кишкового тракту
0,5-0,6л випаровується через шкіру
0,3л метаболічна вода
0,4 л з повітрям, що видихається через легені
0,1-0,3л з калом через шлунково-кишкового тракту
Для шлунково-кишкового тракту, шкіри і легенів виведення води є побічним процесом, який відбувається в результаті виконання ними своїх основних функцій. Наприклад, шлунково-кишкового тракту втрачає воду, при виділенні з організму неперетравлених речовин, продуктів метаболізму і ксенобіотиків. Легкі втрачають воду при диханні, а шкіра при терморегуляції.
Зміни в роботі нирок, шкіри, легенів і шлунково-кишкового тракту може призвести до порушення водно-сольового гомеостазу. Наприклад, в жаркому кліматі, для підтримки температури тіла, шкіра підсилює потовиділення, а при отруєннях, з боку шлунково-кишкового тракту виникає блювота або діарея. В результаті посиленої дегідратації і втрати солей в організмі виникає порушення водно-сольового балансу.
2. Гормони, що регулюють водно-сольовий обмін
Антидіуретичний гормон (АДГ), або вазопресин - пептид з молекулярною масою близько 1100 Д, що містить 9 АК, з'єднаних одним дисульфідні містком.
АДГ синтезується в нейронах гіпоталамуса, переноситься в нервові закінчення задньої долі гіпофіза (нейрогипофиз).
Висока осмотичний тиск позаклітинної рідини активує осморецептори гіпоталамуса, в результаті виникають нервові імпульси, які передаються в задню частку гіпофіза і викликають вивільнення АДГ в кровотік.
АДГ діє через 2 типи рецепторів: V1. і V2.
Головний фізіологічний ефект гормону, реалізується через V2 рецептори, які знаходяться на клітинах дистальних канальців і збірних трубочок, які щодо непроникні для молекул води.
АДГ через V2 рецептори стимулює аденилатциклазную систему, в результаті фосфорилюються білки, що стимулюють експресію гена мембранного білка -аквапоріна-2. Аквапорінов-2 вбудовується в апикальную мембрану клітин, утворюючи в ній водні канали. Через ці канали вода пасивної дифузією реабсорбируется з сечі в інтерстиціальний простір і сеча концентрується.
За відсутності АДГ сеча не концентрується (щільність <1010г/л) и может выделяться в очень больших количествах (>20л / добу), що призводить до дегідратації організму. Цей стан називається нецукровий діабет.
Причиною дефіциту АДГ і нецукрового діабету є: генетичні дефекти синтезу препр-АДГ в гіпоталамусі, дефекти процесингу і транспорту проАДГ, пошкодження гіпоталамуса або нейрогипофиза (наприклад, в результаті черепно-мозкової травми, пухлини, ішемії). Нефрогенний нецукровий діабет виникає внаслідок мутації гена рецептора АДГ типу V2.
Рецептори V1 локалізовані в мембранах ГМК судин. АДГ через рецептори V1 активує інозітолтріфосфатную систему і стимулює вивільнення Са 2+ з ЕР, що стимулює скорочення ГМК судин. Судинозвужувальний ефект АДГ виявляється при високих концентраціях АДГ.
Натріуретіческій гормон (передсердний натріуретіческій фактор, ПНФ, атриопептин)
ПНФ - пептид, що містить 28 АК з 1 дисульфідні містком, синтезується, головним чином, в кардіоміоцитах передсердь.
Секрецію ПНФ стимулює в основному підвищення артеріального тиску, а також збільшення осмотичного тиску плазми, частоти серцебиття, концентрації катехоламінів і глюкокортикоїдів в крові.
ПНФ діє через гуанілатціклазную систему, активуючи протеїн G.
У нирках ПНФ розширює приносять артеріол, що збільшує нирковий кровообіг, швидкість фільтрації і екскрецію Na +.
У периферичних артеріях ПНФ знижує тонус гладких м'язів, що розширює артеріоли і знижує артеріальний тиск. Крім того, ПНФ пригнічує виділення реніну, альдостерону і АДГ.